基于GIS信息系統的古建筑保護

程子煜

摘 要：隨著城鄉經濟的飛速發展越來越多的古建筑受到損毀。利用地理信息系統技術（GIS）將目前現存的古建筑進行全方位保護，建立古建筑分布的時空格局的保護地圖，形成每處古建筑有保護坐標、有照片、有年代、有保護等級及現在狀態的實時變化，從而便于文物與文化部門進行合理保護與開發利用。

關鍵詞：古建筑；GIS開發；時空分布；保護開發

前言

隨著我國國民經濟的迅速發展，目前已經形成了珠江三角洲、長江三角洲、環渤海灣等城市群，同時以區域經濟中心上形成了長沙、武漢、重慶、鄭州、西安、沈陽等城市群。這些城市群的發展歷史同時也是我國從奴隸社會以來的發展歷史，地上、地下有著成千上萬的歷史遺跡與歷史文物。隨著城市規模的擴大，一些原屬于城市周邊的區域，現已經成為城市中心區域，由此沿文物保護邊界上修筑交通網、建筑物等城市建筑群，對文物造成不規則振動損傷以及大量的粉塵傷害；另外，由于市區寸土寸金，保護區周邊出現地下文物時，開發商隱瞞實際情況進行私下野蠻施工，對文物造成不可修復的損傷。為此，對于現有文物進行合理、有效、有力的保護必將引入新技術與新手段，基于地理信息系統二次開發新技術與新手段不失為一種良好的選擇。

地理信息系統（Geographic Information System，GIS）是一種特定的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統；是結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，可用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，它將地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作集成在一起。因此高清分辨率的GIS技術可方便將古建筑的地理坐標及范圍、二、三維圖像、區域分布進行存儲與記錄，形成古建筑的時空分布格局，同時根據衛星遙感影像數據可進行實時的跟蹤與監視，同時，極大地減輕文物保護工作量。

1 數據來源

古建筑物的數據來源分為兩個部分：（1）位置信息；（2）建筑物信息。兩部分信息共同組成需要保護的建筑物基本信息。

1.1 位置信息

數字化文物保護工作中最基礎的數據是地理底圖，即準確標注地理坐標及其范圍的實測地圖，由于矢量化1：50000的軍事地形圖涉及到機密文件甚至絕密文件，此步工作的前提是將不涉及古建筑區域的地圖要素全部刪除，只保留保護區域周邊一定區域內的地形地貌以及周邊交通網，同時，需要將一定時間內的區域規劃發展圖與之重疊，形成最終的地理底圖，以達到該圖上明確標注有近期、中期、長期地理信息。

1.2 建筑物信息

古建筑及古建筑群不同維度的數據包括二維平面照片、三維照片的獲取以及各角點坐標的精確測量。此項工作中，在使用高分辨率的數碼相機、三維激光掃描儀以及全站儀或差分GPS進行精準測量的同時，對各類古建筑物進行文物鑒定時間、保存現狀、保護等級進行合理分類與區分，在分類的基礎上完成目前古建筑物自身維護信息，從而建立古建筑保護綜合信息“戶口”。

2 系統設計

為了精準地保護古建筑文物，首先是需要公眾知道此類文物的重要性，同時將公眾納入整個保護管理，使其成為管理/保護的一員，對此系統中需要開放對公眾使用權限，公眾可以在開放的系統中進行建筑物的欣賞、歷史知識的學習，以及該處建筑物的各項參數，同時預留公眾對不合理或違法侵占建筑物的事件進行舉報或意見反饋的接口與模塊。系統日常維護的主要工作是對系統自身進行維護，同時需要對數據庫進行添、減、查、修操作。

動態數據的獲取主要是利用高精度高分辨率的衛星遙感數據進行時空格局的分析，形成多年古建筑的變化或相對靜止狀態。系統警示則是系統通過動態數據或公眾開放模塊的意見反饋中獲取非法侵占古建筑物或危害古建筑的行為時，由系統自動提示該項報警示內容，在系統管理員的確認下，可自動形成電子郵件向文物緝查部門或相應公安部門進行舉報可報警。

3 動態實現

在動態數據計算與分析工作中，首先需要準確的根據實測原始地圖各角點坐標數據計算出保護區的精確面積與邊界，并以此形成保護動態基準，為了防止保護區周邊在沒有進行古建筑保護審批的情況下進行工程施工的情況，因此還需要對周邊一定范圍內進行精度相對降低的測量與校準工作，形成次一級保護動態基準。目前國產衛星遙感數據公眾使用精度為0.8m（高分二號），動態數據則利用衛星遙感數據進行按一定時間周期進行判斷，在使用衛星遙感影像數據是需要把握天氣明朗、無云等條件，取得優質的遙感數據，然后根據各角點的相對變化求取動態變化異常，從而達到動態實現。

參考文獻

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